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電磁流量計在化工生産當中應用及故障分析
发布时间:2021-2-25 08:31:02

摘要:本文詳細介紹了電磁流量計的工作原理、特点以及应用的局限性 ,同时也介绍了電磁流量計在化工生产当中的应用以及经常遇到的故障和分析处理。
1引言
  化工生产中流量的测量是一项重要的参数 ,因此只有.流量测量灵敏可靠 ,才能保证生产的正常稳定运行。電磁流量計便是在化工生产中流量测量过程中经常使用的重要仪表 ,電磁流量計虽具有着结构简单、量程范围极宽、无机械惯性和反应灵敏等优良特性 ,但是目前它还有一-些不足之处 ,以致在使用.上受到一定限制。
2工作原理
  電磁流量計测量原理是基于法拉第电磁感应定律。即当导电液体流过電磁流量計时 ,导体液体中会产生与平均流速V(体积流量)成正比的电压 ,其感应电压信号通过两个与液体接触的电极检测 ,通过电缆传至放大器 ,然后转换成统一的输出信号;陔姶帕髁坑嫷牟饬吭 ,要求流动的液体具有最低限度的电导率。
  電磁流量計包括变送器和转换器两个部分 ,两者之间使用连接线相互连接。变送器是基于电磁感应定律工作的 ,如图1所示 ,被测介质垂直于磁感线方向流动 ,做切割磁感线运动从而产生感应电动势E。
電磁流量計结构原理图示
Ex=Bdv×10-4+V
式中 ,B一電磁感應強度 ,T;
d一兩電極間距離 ,cm;
v一被測介質平均流速 ,m/s;
轉換器是一個高輸入阻抗 ,且能抑制各種幹擾成分的交流毫伏轉換器。
3電磁流量計的主要特点以及使用的局限性
3.1主要特點
(1)電磁流量計的变送器结构简单 ,没有可动部件 ,也没有任何阻碍流体流动的节流部件 ,所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失 ,同时它不会引起诸如磨损,.堵塞等问题 ,特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆 ,污水等液固两相流体 ,以及各种粘性较大的浆液等。同样 ,由于它结构.上无运动部件 ,故可通过附.上耐腐蚀绝缘衬里和选择耐腐材料制成电极 ,起到很好的耐腐蚀性能 ,使之可用于各种腐蚀性介质的测量。
(2)電磁流量計是一种体积流量测量仪表 ,在测量过程中 ,它不受被测介质的温度、粘度、密度以及电导率(在--定范围内)的影响。因此 ,電磁流量計只需经水标定以后 ,就可以用来测量其它导电性液体的流量 ,而不需要附加其它修正。
(3)電磁流量計的量程范围极宽 ,同一台電磁流量計的量程比可达1:100。此外 ,電磁流量計只与被测介质的平:均流速成正比 ,而与轴对称分布下的流动状态(层流或紊流)无关。
(4)電磁流量計无机械惯性 ,反应灵敏 ,可以测量瞬时脉动流量 ,而且线性好。因此 ,可将测置信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出 ,可就地指示 ,也可远距离传送。
3.2使用局限性
(1)電磁流量計不能用于测量气体、蒸气以及含有大量气体的液体。
(2)電磁流量計目前还不能用来测量电导率很低的液体介质 ,被测液体介质的电导率不能低于10-5(S/cm) ,相当于蒸馏水的电导率.对石油制品或者有机溶剂等还无能为力。
(3)由于测量管绝缘衬里材料受温度的限制 ,目前工业電磁流量計还不能测量高温高压流体。
(4)電磁流量計受流速分布影响 ,在轴对称分布的条件下 ,流量信号与平均流速成正比。所以 ,電磁流量計前后也必须有一定长度的前后直管段。.
(5)電磁流量計易受外界电磁干扰的影响。
4電磁流量計运行管理
4.1安裝工程要點
  電磁流量計在运行中产生的故障一般分两类。一类为仪表本身故障 ,即仪表结构件或元器件损坏引得故障;另一类为外界原因引起的故障 ,如安装不妥造成流动畸变,.沉积和结垢或环境条件变化出现新干扰源等。下面就几种.
常見故障進行分析。
(1)管道系統和安裝:通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障 ,常見的有傳感器前直管段不符合要求 ,當上遊側泵或閥的工作狀態産生變化時 ,流體産生擾動 ,影響到傳感器的測量狀態;將流量傳感器安裝在易積聚瀦留氣體的管網高點;流量傳感器後無背壓 ,液體徑直.排入大氣。形成其測量管內非滿管;裝在自上向下流的垂直管道上 ,可能出現排空等原因。
(2)周圍環境:主要是管道雜散電流幹擾 ,空間電磁波幹擾 ,大電機磁場幹擾等。對管道雜散電流幹擾通常采取良好的單獨接地保護。如管道有強雜散電流 ,須采取流量傳感器與管道絕緣的措施?臻g電磁波幹擾一般經信號電纜引入 ,通常采用單層或多層屏蔽予以保護。
(3)流體方面:如果流體內含有大量氣泡 ,會使信號輸出波動。若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面 ,使電極信號回路瞬時斷開 ,人輸出信號將産生更大的波動;如果兩種電導率不同的混合液體在未均勻混合前即進入流量傳感器進行流量測量 ,輸出信號亦會産生波動。
(4)管道内壁附着层:当電磁流量計测量含悬浮物较高或较脏的流体流量时 ,污物容易附着在管道内壁 ,使电极被覆盖。若附着层电导率与液体电导率相近 ,仪表还能.正常输出信号 ,只是改变流通面积形成测量误差;若是高电导率附着层 ,电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层 ,电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
(5)雷電擊:雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪湧電流。進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損壞儀表有三條引入途徑:電源線、傳感器與轉換器之間的流量信號線和勵磁線。不過引起故障的感應瞬時高電壓和浪湧電流大部分是從控制室電源線路引入的(控制室其他儀表也常常同時出現雷擊事故) ,因此 ,設置控制室儀表電源線防雷設施是非常重要的。
(6)儀表井進水:儀表井進水 ,使接線盒長期授水。造成輸入端子短路 ,使輸出爲零。此時如能及時將水排掉 ,晾幹接線端子。去掉鏽迹 ,然後接好端子線。儀表還可恢複運行。如果經過嚴重的長期浸泡 ,傳感器的勵磁線圈將有可能被燒壞 ,儀表就不能修複。
(7)電氣接線:接線端子松動 ,電纜屏蔽不好 ,屏蔽線接地 ,造成儀表顯示不准。
4.2常見故障解析
  電磁流量計常见故障现象有:无流量信号;输出晃动;零点不稳;流量测量值与应用参比值不符;输出信号超满度值等。下面我们就这些常见的故障现象做出相应的处理方法和检查流程 ,具体如下所示:
(1)無流量信號輸出:A查電源及連接電纜系統完好性。檢查轉換器電源、勵磁電流熔絲 ,或置換整個電源線路板。查連接勵磁系統和信號系統的電纜是否完好 ,接點是否正確。B.查液體流動方向和管內流體充滿性。液體流動方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致 ,如果管道內流體不滿管 ,應在流量計下遊側加裝U形彎。C.查傳感器完好性和測量管內壁狀況。先檢查各接線端子和勵磁線圈的完好性。用萬用表測線圈電阻及線圈對地電阻 ,查線圈是否斷開或匝聞短路 ,線圈及其端子絕緣是否下降。此類故障通常是由于儀表井進水 ,使電氣接線盒浸水造成的。再查測量電極接觸電阻 ,以判斷電極狀況。D查轉換器故障。一般采用更換線路板來排除故障。
(2)輸出晃動:A.被測流體本身是波動或脈動的 ,非流量計自身的故障。是流量計.上遊動力源(如水泵)或下遊閥門開度改變引起的波動。待工藝過程平穩後輸出會穩定下來。B.管道未充滿液體或液體中含有氣泡 ,原因是傳感器下遊無背壓或背壓不足。也可能是上遊水泵吸人空氣 ,可在流量計下遊側加裝U形彎並裝排氣閥。C.外界電磁幹擾 ,幹擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場。檢查傳感器是否良好的接地 ,通常接地電阻要小于10Q(或1002);將電磁流量傳感器與其管道之間作電氣絕緣隔離;檢查傳感器與轉換器之間的信號線是否良好屏蔽 ,電纜是否置于保護鋼管內 ,移近轉換器與傳感器之間的距離 ,縮短連接電纜長度;排除強幹擾源。
(3)零点不稳定:A.管道未充满液体或液体中含有气泡。B.主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小流动;其实不是電磁流量計故障 ,而是如实反映流动状况的误解。C.受杂散电流等外界干扰传感器接地不完善。D.液体电导率变化或不均匀 ,在静止时会使零点变动。因此 ,流量计位置应远离注入药液点或管道化学反应段下游;若液体内杂质沉积测量管内壁 ,测量电极被覆盖 ,也可能造成零点变动。E.检查信号线绝缘情况。先检查信号电缆 ,再检查接线端子 ,然后再检查电极的绝缘电阻。当管内充满液体时 ,用万用表分别测量每--电极与接地点之间的电阻。两电极对地电阻之差应在10%~20%之间。放空测量管 ,电极与地同的阻值必须在100MQ以上。
(4)流量測量值與應用參比值不符:A轉換器設定值不正確。調出儀表菜單 ,檢查儀表常數、管道口徑和計量單位等設定值 ,調整轉換器零點和量程。B.查管道充液狀況和是否含有氣泡。C.未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降。D.傳感器上遊流動狀況不符合要求 ,直管段長度不夠。E.傳感器極問電阻變化或電極絕緣下降。F.所測量管系存在未納入考核的流入流出值。
(5)輸出信號超滿刻度值:A確認故障位置。將轉換器兩信號輸入端子和功能地端子短路。觀察轉換器輸出信號是否到零。若能到零 ,則故障不在轉換器;若不能到零,則轉換器錯誤。B.傳感器或連接電纜故障。電極間無液體連通 ,電纜斷開或接線錯誤都會造成信號回路斷開 ,使輸出超滿度。C.轉換器方面。檢查轉換器儀表常數和各參數是否符合 ,核對與傳感器是否配套 ,試換備用線路板檢查各單元線路故障。
5結束語
  電磁流量計在化工生产使用的过程当中 ,会随机出现各种故障现象 ,但只要我们了解该仪表的工作原理 ,并能够深入学习和努力分析 ,就--定能够很好地加以排除解决 ,保证仪表的指示准确而灵敏 ,从而为生产长周期打下基础。

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